近些年來(lái),移動(dòng)機(jī)器人已廣泛應(yīng)用于日常生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、國(guó)防和科研等領(lǐng)域,成為科技發(fā)展中最有潛力的研究方向之一。在移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)中,機(jī)器人路徑規(guī)劃是一個(gè)極其重要的研究領(lǐng)域,其目的是為機(jī)器人規(guī)劃出一條由起始點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)的安全、無(wú)碰的避障行走路徑。規(guī)劃出的路徑越優(yōu),機(jī)器人在行走過(guò)程中產(chǎn)生的損耗就越少。對(duì)于遍歷多目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)機(jī)器人的避障行走路徑規(guī)劃,有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是為機(jī)器人規(guī)劃出最優(yōu)的目標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行順序,二是為機(jī)器人規(guī)劃出目標(biāo)點(diǎn)間的避障行走路徑。針對(duì)遍歷多目標(biāo)點(diǎn)的移動(dòng)機(jī)器人在簡(jiǎn)單和復(fù)雜障礙物環(huán)境下的路徑規(guī)劃問(wèn)題,論文主要完成以下工作:（1）針對(duì)PSO-GA算法在優(yōu)化過(guò)程中存在迭代次數(shù)較多且規(guī)劃時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題,提出分級(jí)粒子群-遺傳算法（Classification of PSO-GA,CPSO-GA）。CPSO-GA算法將粒子群分為精英粒子、優(yōu)等粒子群、中等粒子群和劣等粒子群。在迭代過(guò)程中,精英粒子直接保留至下一代,優(yōu)等粒子在同種群間采取交叉操作,中等粒子采取交叉和變異操作,劣等粒子采取淘汰操作。仿真實(shí)驗(yàn)表明,CPSO-GA算法相較于PSO-GA算法,在規(guī)劃時(shí)間上降低約8%,在迭代次數(shù)上降低約12%... 

【文章來(lái)源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 機(jī)器人路徑規(guī)劃
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 最優(yōu)目標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行順序規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.3.2 目標(biāo)點(diǎn)間避障行走路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
    1.4 研究?jī)?nèi)容和組織結(jié)構(gòu)
第二章 機(jī)器人最優(yōu)目標(biāo)點(diǎn)執(zhí)行順序規(guī)劃
    2.1 PSO算法
        2.1.1 PSO算法數(shù)學(xué)描述
        2.1.2 PSO算法規(guī)劃步驟
        2.1.3 PSO算法規(guī)劃流程
    2.2 GA算法
        2.2.1 GA算法編碼
        2.2.2 適應(yīng)度函數(shù)
        2.2.3 遺傳算子
        2.2.4 GA算法規(guī)劃流程
    2.3 PSO-GA算法
        2.3.1 PSO-GA算法規(guī)劃步驟
        2.3.2 PSO-GA算法規(guī)劃流程
    2.4 CPSO-GA算法
        2.4.1 粒子適應(yīng)度值計(jì)算
        2.4.2 CPSO-GA算法規(guī)劃步驟
        2.4.3 CPSO-GA算法規(guī)劃流程
        2.4.4 CPSO-GA算法參數(shù)設(shè)置
    2.5 四種算法對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.1 目標(biāo)點(diǎn)數(shù)為5 時(shí)規(guī)劃對(duì)比
        2.5.2 目標(biāo)點(diǎn)數(shù)為15 時(shí)規(guī)劃對(duì)比
        2.5.3 目標(biāo)點(diǎn)數(shù)為30 時(shí)規(guī)劃對(duì)比
        2.5.4 目標(biāo)點(diǎn)數(shù)為50 時(shí)規(guī)劃對(duì)比
    2.6 總結(jié)
第三章 相鄰兩目標(biāo)點(diǎn)避障行走路徑規(guī)劃
    3.1 柵格法構(gòu)建環(huán)境地圖模型
    3.2 A*算法
        3.2.1 Dijsktra算法和BFS算法
        3.2.2 A*算法原理
        3.2.3 8鄰域A*算法規(guī)劃路徑
    3.3 B樣條曲線
        3.3.1 B樣條曲線基函數(shù)
        3.3.2 弦長(zhǎng)參數(shù)化
    3.4 A*TPD-B算法規(guī)劃避障行走路徑
        3.4.1 三次均勻B樣條曲線基函數(shù)推導(dǎo)
        3.4.2 B樣條曲線優(yōu)化A*算法路徑仿真實(shí)驗(yàn)
        3.4.3 TPD-B樣條曲線
        3.4.4 A*TPD-B算法規(guī)劃步驟及平移因子取值推導(dǎo)
    3.5 總結(jié)
第四章 遍歷多目標(biāo)點(diǎn)避障行走路徑規(guī)劃
    4.1 CPSO-GA&A*TPD-B算法
        4.1.1 CPSO-GA&A*TPD-B算法路徑規(guī)劃步驟
        4.1.2 CPSO-GA&A*TPD-B算法流程
    4.2 無(wú)“優(yōu)先執(zhí)行目標(biāo)點(diǎn)”時(shí)CPSO-GA&A*TPD-B仿真實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 遍歷5個(gè)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
        4.2.2 遍歷10個(gè)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 遍歷16個(gè)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
        4.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
    4.3 存在“優(yōu)先執(zhí)行目標(biāo)點(diǎn)”時(shí)CPSO-GA&A*TPD-B仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.1 遍歷5個(gè)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 遍歷10個(gè)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 遍歷16個(gè)目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃仿真實(shí)驗(yàn)
        4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析
    4.4 總結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 本文主要研究成果
    5.2 未來(lái)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改進(jìn)B樣條曲線應(yīng)用于6R機(jī)器人軌跡優(yōu)化[J]. 董甲甲,王太勇,董靖川,張永賓,陶浩.  中國(guó)機(jī)械工程. 2018(02)
[2]基于A*與B樣條算法的農(nóng)用機(jī)器人路徑規(guī)劃系統(tǒng)[J]. 孟珠李,焦俊,李鄭濤,張政云,朱竹芳.  安徽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(01)
[3]一類適應(yīng)度函數(shù)的遺傳算法編碼[J]. 朱春媚,莫鴻強(qiáng).  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(07)
[4]基于改進(jìn)粒子群算法的移動(dòng)機(jī)器人多目標(biāo)點(diǎn)路徑規(guī)劃[J]. 蒲興成,李俊杰,吳慧超,張毅.  智能系統(tǒng)學(xué)報(bào). 2017(03)
[5]基于A*改進(jìn)算法的四向移動(dòng)機(jī)器人路徑搜索研究[J]. 田華亭,李濤,秦穎.  控制與決策. 2017(06)
[6]自適應(yīng)多種群回溯群居蜘蛛算法求解TSP問(wèn)題[J]. 王麗,宮建平,王曉凱.  數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí). 2017(02)
[7]單邊矩形擴(kuò)展A*算法[J]. 李沖,張安,畢文豪.  機(jī)器人. 2017(01)
[8]A*算法在移動(dòng)機(jī)器人自學(xué)習(xí)中的使用[J]. 張燕,徐一超,盛洲.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(11)
[9]基于改進(jìn)粒子群算法的足球機(jī)器人路徑規(guī)劃[J]. 高田田,張莉,李炳德,高晴.  西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[10]求解多旅行商問(wèn)題的改進(jìn)分組遺傳算法[J]. 王勇臻,陳燕,于瑩瑩.  電子與信息學(xué)報(bào). 2017(01)

博士論文
[1]基于QPSO算法的移動(dòng)機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究[D]. 獨(dú)孤明哲（Myongchol Tokgo）.華中科技大學(xué) 2015
[2]求解廣義旅行商問(wèn)題的若干進(jìn)化算法研究[D]. 譚陽(yáng).華南理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于PSO-GA混合算法的時(shí)間優(yōu)化的旅行商問(wèn)題的研究[D]. 陳玲.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[2]廣義Bézier曲線與B樣條曲線的研究[D]. 張明星.中南大學(xué) 2013
[3]基于非均勻B樣條曲面的圖像插值算法[D]. 馮杰飛.山東經(jīng)濟(jì)學(xué)院 2010
[4]用遺傳算法求解TSP問(wèn)題[D]. 任昊南.山東大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3148207